六角片状氢氧化镁(001)晶面优先生长条件的研究

以常温工业合成氢氧化镁为原料,采用水热法制备六角片状氢氧化镁阻燃剂.研究了水热条件对氢氧化镁(001)晶面生长的影响并从生长基元的角度对其进行了解释.采用SEM、XRD、激光粒度仪和接触角测试仪对水热处理后的氢氧化镁进行表征.结果表明,原料初始粒度越小越有利于(001)晶面生长,当水热介质中碱浓度为6～8mol/L、水热温度为140～180℃时,氢氧化镁(001)晶面的生长速度最快,当氢氧化镁的含量大于15wt;时会明显抑制(001)晶面的生长.     

层状氢氧化镁铝的合成及其对生物柴油中游离脂肪酸吸附的研究

在水热条件下,用硫酸镁、硫酸铝、氢氧化钠和纯碱按照一定的比例制备层状氢氧化镁铝,并利用XRD、热重分析仪、红外光谱、扫描电镜等手段分析表征样品,研究了层状氢氧化镁铝在不同温度下的焙烧产物对生物柴油中游离脂肪酸的吸附性能.结果表明:制得的层状氢氧化镁铝对游离脂肪酸的吸附性能良好,在焙烧500℃的条件下吸附量可达到663 mg/g,并且可以焙烧再生.     

水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶生长动力学及其光电性能的影响

以钛酸丁酯为原料,在碱性条件下水热合成了锐钛矿相TiO2纳米晶.采用X射线衍射仪、比表面积测试仪、扫描电子显微镜等方法对纳米晶粒的晶体结构、比表面积以及光阳极的表面形貌分别进行表征,研究水热反应温度对TiO2纳米晶生长动力学过程的影响规律.结果表明:随着温度的升高,锐钛矿相纳米晶的平均晶粒尺寸先增大后减小.光电转换性能测试表明,电池的光电转换性能随着水热反应温度的升高而增大,在220℃时获得最大光电转换效率4.05;( 1sun,100 mW/cm2).并分析了水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶粒的生长动力学过程和电池光电转换性能的影响机制.     

一步水热法合成六方片状氢氧化镁及其生长习性分析的研究

以硝酸镁为原料,氨气为沉淀剂,采用一步水热法制备六方片状氢氧化镁,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对产品进行表征,结果表明120℃为较佳温度.采用Morphology程序对氢氧化镁生长习性进行理论分析,计算了其主要显露面族的表面能、表面附着能和晶面面积百分比等相关参数.计算结果表明,氢氧化镁(001)面会成为主要显露晶面,(101)面会成为经常显露晶面,其形貌大部分会呈现正六方片状但其中会掺杂着不规则的六边形片状结构与实验结果吻合.由温度引起的(001)晶面显露程度变化是导致宏观形貌非理想性的重要原因.本文结果为进一步与非理想形貌机理研究奠定了良好的基础.     

多孔镁基板上纳米厚度氢氧化镁叠片的水热合成研究

通过水热法在烧结的多孔镁基板上制备了纳米厚度的氢氧化镁(Mg(OH)2)叠片.分别用SEM及XRD表征了水热合成过程中基板的形貌和物相变化.结果表明,将水热合成的反应时间控制在20 ～ 40 min之内,可以制备出具有100 nm左右厚度的、不同紧密程度的Mg(OH)2叠片.水热合成的反应时间超过40 min,Mg(OH)2叠片将会逐渐从基板表面生长合并为块状晶体.同时,对水热反应过程中氢氧化镁晶体的形核和长大机理进行了探讨.     

水热反应温度对CaTi2O4(OH)2粉体微观形貌与紫外光催化性能的影响

以钛酸正丁酯和无水氯化钙为原料,采用水热法制备了不同紫外光催化特性的CaTi2O4(OH)2粉体.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的相结构和微观形貌进行了分析,并结合粉体的紫外-可见吸收分光光谱表征了材料的吸收特性及带隙宽度.研究了不同水热反应温度对CaTi2O4(OH)2物相结构、微观形貌、晶体生长特性及紫外光催化性能的影响.结果表明:水热反应温度控制在160~200 ℃时,保温36 h都能得到纯的CaTi2O4(OH)2相,粉体的形貌随着水热反应温度的提高经历了由片状和颗粒垛堆到发育成完整的片状形貌过程,当水热反应温度在200 ℃时,片与片之间出现积聚现象;在水热反应温度为180 ℃时,制备的粉体具有最高的结晶度,在紫外光5 h下对罗丹明B的催化效率最佳.     

高温体系合成六方片状氢氧化镁晶体生长机理的研究

采用不同镁盐溶液在120℃下,水热法一步合成六方片状氢氧化镁.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和激光粒度分布仪对产品进行表征.并采用Materials Studio软件对氢氧化镁晶胞结构进行了模拟,同时计算出晶体结构参数和各面族的表面能.根据负离子配位多面体理论解释了氢氧化镁晶体的形成机理,通过生长基元的形成和生长基元在各面族的叠合过程来解释了六方片形貌的形成过程.     

祖母绿晶体水热生长习性研究

本文研究了在水热条件下祖母绿晶体的生长习性,指出了祖母绿晶面的发育顺序,并用负离子配位多面体生长基元理论进行了解释,根据对晶体的不同用途结合晶体生长习性采用不同的籽晶切型,生长出了符合特殊形态要求的祖母绿晶体.     

微波水热条件对氧化锌晶体的形态和粒度的影响

利用微波水热法，以氢氧化锌为前驱物，在反应温度不小于100℃的情况下，成功地制备出氧化锌微晶。研究了水热条件对氧化锌微晶的晶粒大小和形貌的影响。在水热环境下，当反应温度一达到100℃，氧化锌微粒就能快速形成和生长。反应温度在100℃时，延长反应时间(～4h)氧化锌微晶的形貌和晶粒大小均没有受到大的影响；然而，升高反应温度氧化锌微晶的晶粒大小会略微地减小。另一方面，当反应前溶液中的pH值从9增大到12时，氧化锌微晶的形态从不规则的片状颗粒改变到长柱状晶粒。另外，随着溶液中pH值的增加，氧化锌微晶的结晶性变好、粒度变大。合理地解释了反应温度、溶液中的pH值对制得的氧化锌微晶的形态、晶粒粒度的影响。     

应变对硅晶体生长影响的分子动力学模拟研究

基于Tersoff势描述的硅原子间相互作用,通过分子动力学方法模拟考察了在垂直于生长方向上分别对晶体施加了不同应变时,硅沿[100]和[112]晶向的晶体生长.结果显示,在压应变条件下,随着应变的增大晶体生长速率减小;而在拉应变条件下,在小应变范围内,晶体生长速率随应变增大并不减小,甚至还可能增大,只有当应变达到一定程度时,晶体生长速率才会随着应变的增大而减小;拉应变对[112]方向生长中液-固界面的形态也产生了显著影响.     

碱式氯化镁晶须的水热合成及生长机理探讨

以六水氯化镁、氢氧化钠为原料,采用水热法合成碱式氯化镁晶须[9Mg(OH)2·MgCl2·5H2O,basic magnesium chloride,BMC],并分析了镁离子浓度、镁离子与氢氧化钠的摩尔比R、反应时间、反应温度对晶体制备的影响.用场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、选区衍射等对产物的形貌和组成进行表征.结果表明,180℃反应6h合成的BMC晶须长度为150 μm以上,直径在0.5～1 μm,长径比为150～400;BMC的生长实质上是以负离子配位多面体[Mg-(OH)4]2-及[Mg-Cl4]2-为生长结构基元,不同的晶体取向和叠合速度而形成的晶须.     

水热条件对溶胶-水热法合成PZT陶瓷粉体的影响

采用溶胶-水热法,合成了具有单一钙钛矿结构的PbZr1-xTixO3反铁电陶瓷粉体,探讨了水热反应温度和反应时间对PZT粉体的结晶过程、晶体结构、微观形貌等的影响.实验发现,随着水热反应温度的升高或者水热反应时间的延长,溶胶-水热反应的产物由非晶态向晶态逐步过渡.当水热反应温度达到180 ℃,反应时间高于18 h时,合成了立方形貌、结晶良好且具有钙钛矿结构的PZT陶瓷粉体.继续升高水热反应温度或者延长水热反应时间,PZT陶瓷粉体XRD衍射峰的峰强增强,峰位不变.但进一步升高水热反应温度时,PZT粉体的粒径尺寸增加明显.而进一步延长水热反应时间,PZT陶瓷粉体的粒径尺寸略有增加.由此,实验确定,本研究中溶胶-水热法合成PZT反铁电陶瓷粉的最佳水热条件为:水热反应温度为180 ℃,反应时间为18 h.     

一步水热法制备无水硫酸钙晶须

以生石膏为原料,六水氯化镁为形貌控制剂,采用水热法一步合成了无水硫酸钙晶须.借助SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段考察了水热条件对无水硫酸钙晶须的影响,研究了无水硫酸钙晶须的生长过程.结果表明:镁/钙摩尔比n(MgCl2·6H2O)/n(CaSO4· 2H2O)=2.5,反应温度180℃,反应时间2h,可生长出长度为20 ～ 40 μm,直径0.5～2 μm的无水硫酸钙晶须.无水硫酸钙晶须生长过程为:片状CaSO4·2H2O-纤维状CaSO4·0.5H2O-纤维状CaSO4.     

丁醇-变频微波-水热法制备优质碱式硫酸镁晶须及表征

以MgSO4·7H2O、NaOH为原料,采用丁醇-变频微波-水热法制备了优质碱式硫酸镁晶须.样品用XRD,SEM,TEM,TG-DTA进行了物相、粒度、晶体形貌结构和热分析.考察了传统的水热法、变频微波-水热法、丁醇-水热法、丁醇-变频微波-水热法四种工艺对碱式硫酸镁晶须晶形、结构、分散性的影响.实验发现,在水热反应体系中加入体积分数为25;的丁醇,并采用变频微波加热,调节微波炉反应温度T=130 ℃,反应时间t=9 h时可获得粒度分布均匀、晶形好、分散性好、表面光滑、缺陷少的优质碱式硫酸镁晶须.透射电镜下估算晶须直径约为0.8～1.1 μm,长度约为60～100 μm.初步分析了微波、丁醇对碱式硫酸镁晶须生长的作用.     

氢氧化镁晶须的制备及其生长机理探讨

以Mgcl2和NaOH为原料,采用直接沉淀法制备氢氧化镁晶须.研究了添加不同晶控剂对氢氧化镁晶须生成的影响,同时对添加硬脂酸锌制备氢氧化镁晶须的工艺进行研究.采用扫描电子显微镜和粒度分析仪对产品进行表征.结果表明,硬脂酸锌和氯化铁对氢氧化镁晶须的生成具有导晶作用;所得产品为长径比10.7的氢氧化镁晶须.采用负离子配位多面体生长基元理论可以有效地解释氢氧化镁晶须的生成.     

On the Morphological Changes and Twinning of ZnS (Sphalerite) Crystallites under Hydrothermal Conditions

Morphological characteristics and twinning mechanism of ZnS crystals under hydrothermal conditions have been investigated in this paper. It was shown that under hydrothermal conditions the morphology of ZnS crystallites changes along the four‐fold axis directions, and the crystals are observed in a positive or negative tetrahedron, or in a combination of positive and negative tetrahedra depending on the growth conditions. The positive tetrahedral areas on the crystallites get larger with increase of the concentrations of OH^‐ and S^2‐ in solutions, whereas the twinned crystallites of ZnS taking an elliptic shape with (111) as composition plane are easily formed in weak basic solutions. It can be found that the morphologies of ZnS crystals are in accordance with the crystallization orientations of positive or negative coordination tetrahedra ([S‐Zn₄]⁶⁺, [Zn‐S₄]^6‐) in the crystal although, in some cases, the practical morphology could be greatly affected by growth conditions, and the twinning mechansim can be suggested based on the linkage of growth units of positive and negative coordination tetrahedra, which were formed in the solution. The present investigations further indicated that the crystal chemistry approach based on the linkage/incorporation of growth units previously proposed by us can be sucessfully applied to interpret the growth mechanisms of the crystals and to control a desirable morphology.     

微波辅助水热条件对二乙胺合成SAPO-11晶体结构与性质的影响

以二乙胺为模板剂,利用微波辅助水热合成法制备了SAPO-11晶体,研究了水热温度和时间对合成产物晶体结构性质的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、BET和NH3-TPD等手段对SAPO-11晶体的物相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面酸性进行了分析表征。研究结果表明,不同水热条件对SAPO-11晶体结构性质影响较大。反应温度低于180℃时,合成样品仅存SiO2物相,无SAPO-11晶相生成;反应温度高于200℃时,部分SAPO-11晶体二次生长致使晶粒均匀度和比表面积大幅下降;反应时间大于1 h时,SAPO-11晶体生长易转晶生成少量AlPO4-5和CFSAPO-1(C)杂晶相;在反应温度200℃,反应时间1 h条件下制备得到的纯相SAPO-11球形晶粒表面具有弱酸特征,比表面积、孔容和平均孔径分别达199.4 m2·g-1,0.15 cm3·g-1和2.92 nm。     

水热条件下不同形貌和晶相碳酸钙的形成和转化

利用碳酸氢钙水热分解制备了具有不同形貌和晶相的碳酸钙.在水热情况下,得到了多种形貌的方解石和霰石碳酸钙,研究了碳酸氢钙浓度、添加剂氯化镁浓度、反应时间和温度等对碳酸钙形貌和晶相的影响.以X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对制备的碳酸钙进行了表征.研究发现,水热条件对碳酸钙形貌和晶相的形成以及演化过程有重要影响.水热条件下发现了稳定的碳酸钙晶相向亚稳定相转化的反常相变,对相关的形成及转化机理进行了相应的阐述.